Среди природных радиоактивных веществ (радиоактивных материалов), имеющихся в окружающей среде, особый интерес представляют долгоживущие радиоактивные элементы – уран, торий, калий и некоторые из радиоактивных продуктов их распада, такие как радий и радон. Эти элементы всегда имелись в земной коре и в биологической ткани всех живых существ.

Хотя концентрация природных радиоактивных материалов в большинстве естественных субстанций низка, она может быть повышена в результате человеческой деятельности. Например, кальциевые отложения на нефтедобывающем оборудовании могут содержать радий в значительно больших концентрациях по сравнению с его содержанием в сопутствующих водах. Переработка сырьевых материалов промышленным способом во многих случаях ведет к повышению концентрации радиоактивных веществ в этих материалах настолько, что возникает необходимость в специальных мерах предосторожности при обращении, хранении, транспортировке, захоронении самих материалов, а также побочных, конечных продуктов и оборудования.

В нефтегазовой промышленности природные радионуклиды могут находиться в жидкостях и газах углеводородных геологических отложений.

Все живое на Земле подвержено воздействию ионизирующего излучения от природных источников, результат воздействия которого называют естественным радиационным фоном. Главными источниками этого излучения являются космическая, солнечная радиация и излучение радиоактивных элементов земной коры. Среди элементов земной коры, в основном,  радиоактивными являются уран, торий, калий, а также продукты их распада -радий и радон.

Другим распространенным источником облучения является радиоактивный газ радон, который выделяется из урановых руд и может накапливаться в зданиях и сооружениях.

Радионуклиды определяются характеристиками излучения. Эти характеристики включают скорость распада  элемента и тип излучения.

Радионуклиды могут распадаться разными способами. Наиболее распространенными являются: 

альфа (a)- распад, сопровождающийся выходом альфа (a) и гамма (g) – излучения;

бета (b) – распад, сопровождающийся выходом бета (b) и гамма (g) – излучения.

• альфа (a) - излучение -   тяжелые положительно заряженные частицы (ядра атомов гелия), легко поглощаемые даже воздухом. Защитой может служить лист бумаги;
• бета (b) - излучение – отрицательно заряженные частицы (электроны) легче альфа-частиц, обладающие большей скоростью и большей проникающей способностью. Защитой может служить, например, фанера толщиной в несколько миллиметров;
• гамма (g) - излучение  - электромагнитные волны очень кроткой длины волны, обладающие большой энергией и высокой проникающей способностью. Для защиты необходимо использовать, например, бетон метровой толщины или слой воды толщиной несколько метров.

Скорость, с которой выделяются частицы, выражается временем  полураспада радионуклида.  Это время, в течение которого распадается половина атомов вещества для перехода в более стабильное состояние или понижается вдвое его радиоактивность. Время полураспада может быть чрезвычайно коротким - доли секунды, или очень длинным - миллиарды лет. При распаде радионуклида образуется изотоп другого элемента. Если этот новый изотоп радиоактивен, он распадается дальше. Таким образом, может осуществляться серия распадов. Примерами самых распространенных в природе радиоактивных распадов являются распады урана-238 и тория-232. В таблицах представлены серии радиоактивных распадов радиоизотопов урана, тория и калия с указанием химических символов каждого элемента и изотопа. Конечное вещество, образующееся в результате распада, стабильно.

Существуют две основные количественные характеристики  для обеспечения радиационной безопасности:

Активность -  определяет скорость радиоактивных распадов, не зависит от рода излучения и измеряется в беккерелях (1 Бк = 1 ядерный распад в секунду).

Эффективная доза (Биологический эффект).  Различные типы  ионизирующего излучения имеют разную проникающую способность, и разные части тела обладают разной степенью чувствительности к радиации. Поэтому оценка дозы требует знаний о типе, интенсивности излучения и биологической чувствительности облучаемой части тела.

Зиверт (Зв) - единица эффективной дозы облучения; рассчитывается как общий эффект воздействия различных типов ионизирующего излучения на различные части тела. Как правило, дозы профессионального облучения имеют порядок миллизиверта, мЗв. В практике регулирования радиационной безопасности принято использовать дозу, полученную за год -  миллизиверты  в год (мЗв/год).

Так называемое “внутренее” облучение является следствием вдыхания радиоактивного газа или взвешенных в воздухе частиц,  а также попадания радиоактивной пыли в органы пищеварения. Радиоактивный материал, задерживаясь в организме на определенное время, создает дозу “внутреннего” облучения,  также измеряемую в зивертах.

При добыче нефти и газа на работников отрасли воздействуют следующие радиационные факторы:

• внешнее гамма-облучение, связанное с радиоактивным распадом природного урана-238 и тория-232;
• внутреннее облучение альфа- и бета-частицами при ингаляционном пути их попадания в организм;
• облучение кожных покровов и органов зрения персонала бета-частицами.

Воздействие радиационных факторов приводит к радиационному загрязнению оборудования и окружающей среды,  к которому можно отнести:

• отложения на нефтегазовом оборудовании и нефтешламы, содержащие повышенные концентрации радия-226, радия-228, актиния-228, полония-210, свинца-210 и калия-40;
• пластовую воду с содержанием радия-226 и радия-228 выше показателей, установленных в нормах радиационной безопасности;
• отходы бурения с повышенным содержанием природных радионуклидов;
• производственные отходы с повышенным содержанием радиоактивных материалов;
• морскую вода при сбросе в нее пластовой воды и производственных отходов;
• рабочую одежду и средства индивидуальной защиты;
• инструменты и материалы, загрязненные радиоактивными материалами выше допустимых уровней.

На диаграммах показаны сравнительные показатели по запасам и добыче нефти и газа в мировой энергетике, из которых видно, что проблема обеспечения радиационной безопасности при добыче и переработке минерального сырья в Российской Федерации является актуальной и долгосрочной.

Вместе с тем,  в нефтегазовой промышленности широко используются радиационные источники для проведения геофизических исследований скважин, а также рентгеновской  и  радионуклидной дефектоскопии.

Понятно, что ионизирующее излучение радиоактивных материалов является неотъемлемым фактором нашей действительности, и поэтому необходимо принимать меры по совершенствованию радиационной защиты и повышению культуры радиационной безопасности на предприятиях нефтегазового комплекса.